Формула силы на наклонной плоскости

Примеры задач и формулы для сил, действующих на наклонные плоскости.

1. На блок массой m = 5 кг действует постоянная горизонтальная сила 50 Н. Блок движется вверх с начальной скоростью v₀ ₌ 4 м/с по шероховатой наклонной плоскости с углом наклона θ (tan θ = ¾). Коэффициент кинетического трения между блоком и поверхностью наклонной плоскости равен μk ₌ 0,2. Расстояние, пройденное блоком до полной остановки, составляет…

A. 10 м

B. 12 м

C. 15 м

D. 18 м

Э. 22 м

w = гравитация

w _x = составляющая силы тяжести на оси x

w _y = составляющая силы тяжести по оси y

F = постоянная горизонтальная сила

F _x = составляющая силы на оси x

F _y = составляющая силы по оси y

Н = нормальная сила

f _k = сила кинетического трения

w = mg = 5 (10) = 50 Н

w _x = w sin θ = 50 (3/5) = 30 Н

w _y = w cos θ = 50 (4/5) = 40 Н

F = 50 Н

F _x = F cos θ = 50 (4/5) = 40 Н

F _y = F sin θ = 50 (3/5) = 30 Н

N = w _y + F _y = 40 + 30 = 70 Н

f _k = µ _k N = 0,2 (70) = 14 Н

Примените второй закон Ньютона:

ΣF = ma

F _x – w _x – f _k = ma

40-30-14 = 5 а

-4 = 5 а

а = -4/5 м/ ^с²

Используйте формулу GLBB для расчета расстояния, которое проедет блок до остановки.

Известно:

Начальная скорость (v _o ) = 4 м/с

Замедление (а) = -4/5 м/ ^с²

Конечная скорость (v _t ) = 0

Вопрос: Пройденное расстояние (с)

Jawab:

v _t ² = v _o ² + 2 as

0 = 4 ² + 2 (-4/5) с

0 = 16 – 8/5 с

16 = 8/5 с

16 (5) = 8 с

80 = 8 с

s = 80/8

s = 10 метров

Правильный ответ — А.

2. Блок движется из состояния покоя вниз по длинной наклонной плоскости. Первый участок наклона гладкий, а следующий участок до самого низа — шероховатый. Пройдя некоторое время по шероховатому участку, блок останавливается. В этом случае…

(1) полная работа над блоком не равна нулю

(2) работа, совершаемая силой тяжести, имеет положительное значение

(3) работа, совершаемая силой гравитации, равна изменению потенциальной энергии блока.

(4) работа, совершаемая силой трения, не равна нулю

Обсуждение

На объект действуют две силы: гравитация и трение.

Когда объект движется по гладкой наклонной плоскости, на него действует только сила тяжести. Когда объект движется по шероховатой наклонной плоскости, помимо силы тяжести, на него также действует сила трения.

1. Полная работа над блоком не равна нулю.

Если полная работа равна нулю, то перемещения нет. Блок испытывает перемещение, поэтому полная работа не равна нулю.

Утверждение 1 верно.

2. Работа, совершаемая силой тяжести, имеет положительное значение.

Работа, совершаемая силой тяжести, положительна, поскольку направление силы тяжести (вниз) совпадает с направлением перемещения объекта (вниз).

Утверждение 2 верно.

3. Работа, совершаемая силой тяжести, равна изменению гравитационной потенциальной энергии блока; в этом случае положительная работа, совершаемая силой тяжести, приводит к уменьшению гравитационной потенциальной энергии блока.

Утверждение 3 верно.

4. Работа, совершаемая силой трения, не равна нулю, поскольку объект совершает перемещение, и во время этого перемещения действует сила трения.

Утверждение 4 верно.

Движение по гладкой наклонной плоскости

3. Куб, скользящий вниз по наклонной плоскости без трения, будет испытывать постоянное ускорение.

Себаб

В отсутствие трения ускорение объекта равно ускорению свободного падения.

Обсуждение

Если трение отсутствует, куб скользит вниз с постоянным ускорением. В свободном падении объект падает с ускорением g, где g — ускорение свободного падения.

Между тем, на наклонной плоскости объект скользит вниз с ускорением gx, где значение gx меньше ускорения свободного падения. Значение gx также зависит от величины угла наклона.

Источник вопросов

Вопросы по физике SBMPTN